เวเฟอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์แบบกึ่งอินซัลติ้ง HPSI SiC ขนาด 6 นิ้ว
เทคโนโลยีการเจริญเติบโตของผลึกซิลิกอนคาร์ไบด์ PVT SiC
วิธีการปลูกผลึกเดี่ยว SiC ในปัจจุบันประกอบด้วยสามวิธีหลัก ได้แก่ วิธีเฟสของเหลว วิธีการสะสมไอเคมีอุณหภูมิสูง และวิธีการขนส่งเฟสไอทางกายภาพ (PVT) ในบรรดาวิธีการเหล่านี้ วิธี PVT เป็นเทคโนโลยีที่มีการวิจัยและได้รับการพัฒนาอย่างก้าวหน้าที่สุดสำหรับการปลูกผลึกเดี่ยว SiC และปัญหาทางเทคนิคมีดังนี้
(1) ผลึกเดี่ยว SiC ในอุณหภูมิสูงถึง 2,300°C เหนือห้องกราไฟท์ที่ปิดสนิทเพื่อทำให้กระบวนการแปลงผลึก "ของแข็ง-ก๊าซ-ของแข็ง" เสร็จสมบูรณ์ วงจรการเจริญเติบโตนั้นยาวนาน ยากต่อการควบคุม และมีแนวโน้มที่จะเกิดไมโครทูบูล สิ่งเจือปน และข้อบกพร่องอื่นๆ
(2) ซิลิกอนคาร์ไบด์ผลึกเดี่ยว ซึ่งประกอบด้วยผลึกประเภทต่างๆ มากกว่า 200 ชนิด แต่โดยทั่วไปแล้วผลิตได้เพียงชนิดเดียวเท่านั้น จึงง่ายต่อการผลิตผลึกประเภทต่างๆ ในกระบวนการเจริญเติบโต ส่งผลให้เกิดข้อบกพร่องจากการปนเปื้อนหลายประเภท กระบวนการเตรียมผลึกประเภทเฉพาะชนิดเดียวนั้นยากที่จะควบคุมเสถียรภาพของกระบวนการ ตัวอย่างเช่น กระแสหลักในปัจจุบันของผลึกประเภท 4H
(3) สนามความร้อนการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยวซิลิกอนคาร์ไบด์มีการไล่ระดับอุณหภูมิ ส่งผลให้กระบวนการเจริญเติบโตของผลึกมีความเครียดภายในตามธรรมชาติและทำให้เกิดการเคลื่อนตัว ความผิดพลาด และข้อบกพร่องอื่นๆ ตามมา
(4) กระบวนการสร้างผลึกเดี่ยวของซิลิคอนคาร์ไบด์จำเป็นต้องควบคุมการปนเปื้อนจากภายนอกอย่างเข้มงวด เพื่อให้ได้ผลึกกึ่งฉนวนที่มีความบริสุทธิ์สูง หรือผลึกนำไฟฟ้าแบบโดปแบบมีทิศทาง สำหรับวัสดุตั้งต้นซิลิคอนคาร์ไบด์กึ่งฉนวนที่ใช้ในอุปกรณ์ RF คุณสมบัติทางไฟฟ้าจำเป็นต้องได้รับการควบคุมความเข้มข้นของสิ่งเจือปนที่ต่ำมากและจุดบกพร่องเฉพาะเจาะจงในผลึก
แผนภาพรายละเอียด
